CHEMORECEPTORY: KLASYFIKACJA I SYSTEMY CHEMOSENSORYCZNE - BIOLOGIA - 2026

Chemoreceptor jest czujnik komórkowej wyspecjalizowane wykrywania i przetwarzania sygnałów chemicznych - pochodzące zarówno od wewnątrz jak i na zewnątrz korpusu - do sygnałów biologicznych, które będą odbierane przez mózg.

Chemoreceptory są odpowiedzialne za nasze zmysły węchu i smaku. Receptory te pobierają te sygnały chemiczne i przekształcają je w sygnał dla mózgu.

W percepcji zapachów pośredniczą chemoreceptory.
Źródło: pixabay.com

Podobnie kluczowe funkcje biologiczne, takie jak bicie serca i oddychanie, są kontrolowane przez chemoreceptory, które wykrywają cząsteczki związane z tymi procesami, takie jak ilość dwutlenku węgla, tlenu i pH krwi.

Zdolność do odbierania sygnałów chemicznych jest wszechobecna w królestwie zwierząt. Zwłaszcza u ludzi chemoreceptory nie są tak wrażliwe jak u innych ssaków. W toku ewolucji straciliśmy zdolność postrzegania bodźców chemicznych związanych z zapachem i smakiem.

Niektóre prostsze organizmy niebędące metazoanami, takie jak bakterie i małe pierwotniaki, są zdolne do odbierania bodźców chemicznych w swoim środowisku.

Co to jest odbiornik?

Receptor to cząsteczka zakotwiczona w błonie plazmatycznej naszych komórek. Posiadają zdolność rozpoznawania innych cząsteczek o bardzo wysokiej specyficzności. Rozpoznanie wskazanej cząsteczki - zwanej ligandem - wyzwala szereg reakcji, które niosą określoną wiadomość do mózgu.

Mamy zdolność postrzegania naszego otoczenia, ponieważ nasze komórki mają znaczną liczbę receptorów. Potraw możemy wąchać i smakować dzięki chemoreceptorom zlokalizowanym w narządach czuciowych organizmu.

Klasyfikacja

Ogólnie chemoreceptory dzieli się na cztery kategorie: receptory ogólne, wewnętrzne, kontaktowe i węchowe. Te ostatnie są również znane jako chemoreceptory odległości. Poniżej opiszemy każdy typ:

Ogólne receptory chemiczne

Te receptory nie mają zdolności do rozróżniania i są uważane za stosunkowo niewrażliwe. Pobudzone wywołują serię odpowiedzi typu ochronnego dla organizmu.

Na przykład, jeśli pobudzimy skórę zwierzęcia jakimś agresywnym środkiem chemicznym, który mógłby go uszkodzić, reakcją byłaby natychmiastowa ucieczka z tego miejsca i zapobieżenie kontynuacji negatywnego bodźca.

Chemoreceptory wewnętrzne

Jak sama nazwa wskazuje, odpowiadają za reagowanie na bodźce pojawiające się w organizmie.

Na przykład istnieją specyficzne receptory do badania stężenia glukozy we krwi, receptory w układzie pokarmowym zwierząt oraz receptory zlokalizowane w ciele szyjnym, które reagują na stężenie tlenu we krwi.

Skontaktuj się z chemoreceptorami

Receptory kontaktowe reagują na substancje chemiczne znajdujące się bardzo blisko ciała. Charakteryzują się wysokimi progami, a ich ligandy to cząsteczki w roztworze.

Zgodnie z dowodami, wydaje się, że były to pierwsze receptory, które pojawiły się w ewolucji ewolucyjnej i są jedynymi chemoreceptorami obecnymi u najprostszych zwierząt.

Są one związane z zachowaniami żywieniowymi zwierząt. Na przykład najbardziej znany z receptorów związanych ze zmysłem smaku u kręgowców. Znajdują się głównie w okolicy jamy ustnej, ponieważ jest to region, w którym otrzymuje się żywność.

Te receptory potrafią odróżnić pozorną jakość pożywienia, wywołując reakcje akceptacji lub odrzucenia.

Węchowe lub odległe chemoreceptory

Receptory zapachu są najbardziej wrażliwe na bodźce i mogą reagować na substancje znajdujące się w oddali.

U zwierząt żyjących w powietrzu łatwo dostrzec różnicę między receptorami kontaktowymi i odległościowymi. Substancje chemiczne przenoszone przez powietrze to te, które stymulują receptory węchowe, podczas gdy chemikalia rozpuszczone w płynach stymulują te kontaktowe.

Jednak granica między obydwoma receptorami wydaje się być rozproszona, ponieważ istnieją substancje, które stymulują receptory na odległość i muszą zostać rozpuszczone w fazie ciekłej.

Granice wydają się jeszcze bardziej nieokreślone u zwierząt żyjących w ekosystemach wodnych. W takich przypadkach wszystkie chemikalia zostaną rozpuszczone w środowisku wodnym. Jednak różnicowanie receptorów jest nadal przydatne, ponieważ organizmy te różnie reagują na bodźce bliskie i dalekie.

Systemy chemosensoryczne

U większości ssaków istnieją trzy oddzielne systemy chemosensoryczne, z których każdy jest przeznaczony do wykrywania określonej grupy substancji chemicznych.

Zapach

Nabłonek węchowy składa się z gęstej warstwy neuronów czuciowych zlokalizowanych w jamie nosowej. Znajdziemy tutaj około tysiąca różnych receptorów węchowych, które oddziałują z różnorodnymi substancjami lotnymi obecnymi w środowisku.

Smak

Kubki smakowe

Nielotne chemikalia są postrzegane inaczej. Na zmysł percepcji pożywienia składają się cztery lub pięć cech smakowych. Te „cechy” są powszechnie nazywane smakami i obejmują słodkie, słone, kwaśne, gorzkie i umami. Ten ostatni jest mało popularny i związany ze smakiem glutaminianu.

Smaki słodkie i umami - odpowiadające cukrom i aminokwasom - są związane z żywieniowymi aspektami pożywienia, podczas gdy kwaśne smaki są związane z zachowaniami odrzucającymi, ponieważ większość związków o tym smaku jest toksyczna dla ssaków. .

Komórki odpowiedzialne za odbieranie tych bodźców znajdują się w kubkach smakowych - u ludzi znajdują się one na języku oraz w tylnej części ust. Kubki smakowe zawierają od 50 do 120 komórek związanych ze smakiem.

Narząd lemieszowo-nosowy

Narząd lemieszowo-nosowy jest trzecim układem chemosensorycznym i specjalizuje się w wykrywaniu feromonów - jednak nie wszystkie feromony są wykrywane przez ten system.

Narząd lemieszowo-nosowy ma cechy, które przypominają zarówno zmysł smaku, jak i węchu.

Pod względem anatomicznym jest podobny do zapachu, ponieważ ma komórki, które wyrażają receptory są neuronami i wysyłają je bezpośrednio do mózgu. Natomiast komórki, które posiadają receptory na języku, nie są neuronami.

Jednak narząd lemieszowo-nosowy odbiera nielotne substancje chemiczne poprzez bezpośredni kontakt, w taki sam sposób, w jaki postrzegamy smak żywności poprzez system smakowy.

Bibliografia

1. Feher, JJ (2017). Ilościowa fizjologia człowieka: wprowadzenie. Prasa akademicka.
2. Hill, RW, Wyse, GA i Anderson, M. (2016). Fizjologia zwierząt 2. Redaktor Artmed.
3. Matsunami, H. i Amrein, H. (2003). Postrzeganie smaku i feromonów u ssaków i much. Biologia genomu, 4 (7), 220.
4. Mombaerts, P. (2004). Geny i ligandy receptorów zapachowych, lemieszowo-nosowych i smakowych. Nature Reviews Neuroscience, 5 (4), 263.
5. Raufast, LP, Mínguez, JB i Costas, TP (2005). Fizjologia zwierząt. Wydania Universitat Barcelona.
6. Waldman, SD (2016). Recenzja bólu w e-booku. Elsevier Health Sciences.